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  • This module covers an introduction to switching technology.

04 bridg switching 04 bridg switching Presentation Transcript

  • UNIDAD 4 : Bridging - Switching Prof. Arsenio Pérez ( aperez@delfos.ucla.edu.ve) Prof. Euvis Piña ( epina@delfos.ucla.edu.ve) Prof. Pedro Rodriguez prodrig@delfos.ucla.edu.ve) Prof. Alirio Pérez (ingalirioperez@yahoo.com) Prof. William Polanco (wpolanco@delfos.ucla.edu.ve) Presentación Diplomado 2002
  • Unidad4 LAN Switching
  • Agenda
    • Tecnología LAN de medio compartido
    • Bases de LAN Switching
    • Tecnologías Claves de Switching
  • Tecnologías LAN de Medio Compartido © 1999, Cisco Systems, Inc. www.cisco.com
  • LAN tradicionales
    • Ethernet en Coaxial Grueso (Thick Ethernet)
      • Limitado a 500 metros antes de la degradación de la señal
      • Requiere repetidores cada 500 metros
      • Limitaciones en cuanto a la cantidad y localización de las estaciones
      • Costos, compejidades en cableado Inter/entre edificios.
      • Relativamente simple agregar nuevos usuarios
      • Provee un ancho de banda compartida 10-Mbps
    • Ethernet en Coaxial Fino (Thin Ethernet)
      • Menos costoso y reuiere menos espacio que el thick Ethernet
      • Costos, complejidades en cableado entre edificios
      • Agregar usuarios requiere interrupciones de la red
  • Hubs solventan algunos de estos problemas
    • Concentrador Ethernet
    • “ Self-contained” LAN Ethernet en una caja
    • Pasivo
    • Trabaja en el nivel 1: Físico
    Ethernet 10 Un solo dispositivo envia a la vez Hub Todos los nodos de comparten 10 Mbps
  • Colisiones: Signos de Probl.
    • Tiempos de respuestas pésimos
    • Incrementa las quejas de usuarios
    • “ I could have walked to Finance by now.”
    • “ I knew I should have stayed home.”
    • “ File transfers take forever.”
    • “ I’m waiting all the time.”
    CRASH Hub
  • Otros consumidores de BW Unicast Broadcast Multicast
  • Broadcasts Consume Bandwidth
    • Resolver direcciones
    • Distribuir información de ruteo
    • Encontrar Servicios en la red
    Apple TCP/IP
  • Broadcasts Consume Rendimiento de Procesador
    • Broadcasts y multicasts interrumpen todos los computadores en la red
    Broadcasts/Second CPU % 1 0 0 1 0 0 0 3 0 0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 1 0 0 1 0 0 0 3 0 0 0 S P A R C 2 S P A R C 5 P e n t i u m 1 2 0 M H z
  • LANs basdas en Hub
    • Recursos compartidos
    • Conexiones del Desktop cableadas a Closet de distribución centralizados
    • Seguridad pobre dentro de los segmentos compartidos
    • Routers provéen escalabilidad
    • Agregar, mover, cambiar es mucho más fácil
    • Grupos de usuarios son determinados por la localización física
    10BaseT Hub 10BaseT Hub
  • Bridges
    • Mas inteligentes que un HUB
    • Está pendiente de las conversaciones en la red para aprender y mantener las tablas de direcciones
    • Colecta y pasa los paquetes entro dos segmentos de red
    • Controla el tráfico a de la red
    Bridge Segment 1 Segment 2 123 124 125 126 127 128 Corporate Intranet Hub Hub
  • Switches—Nivel 2 Switch Ethernet Cada Nodo tiene 10 Mbps Backbone Ethernet Switcheada 10 Múltiples dispositivos enviando al mismo tiempo
  • Switches versus Hubs Ethernet Un dispositivo enviando a la vez Hub Todos los nodos comparten 10 Mbps Ethernet Switch Cada nodo tiene 10 Mbps Backbone Múltiples dispositivos enviando a la vez 10 Switched Ethernet 10
  • La Necesidad de Velocidad: Signos venideros
    • Transferecias de archivos toman demasiado tiempo.
    • Puede tomarse un café entre refrescamientos de pantallas
    • Los trabajos de Impresión se toman todo el día.
    • Aplicaciones Multimedia
    Mbps SLOW SLOW
  • Causas Típicas de Congestión en la Red
    • Muchos usuarios en un segmeto de 10 Mbps
    • Muchos usuarios accesando uno o dos Servidores
    • PC´s con alto rendimiento EISA, PCI, y S-Bus
    • Aplicaciones de Uso intensivo de la red tales como color publishing, CAD/CAM, imaging, y BD relacionales
    File Transfer Client/Server Image Processing Backup/Mng Transaction Processing E-Mail Desktop Video Traditional Data Requirements Drive LAN Bandwidth Bandwidth Requirements
  • Impacto del Tráfico en la red para la centralización de Servidores
    • Servidores se están moviendo gradualmente hacia un área central (data center) versus la diseminación a través de la compañía para:
      • Asegurar la integridad de la data de la compañía
      • Mantener la red y asegurar la operabilidad
      • Mantener la seguridad
      • Ejecutar funciones de configuracion y administración
      • Más centralización de Servidores incrementa la demanda de ancho de banda en el campus y en los Backbones de Grupos de trabajo.
    Servers in Wiring Closets Randomly Distributed Servers Centralized Servers in Data Center Mainframe Data Center
  • LANs Actuales
    • Más recursos conmutados; poco compartidos
    • Routers provéen la escalabilidad
    • Grupos de usuarios determinados por la localización física
    10/100 Switch 10-Mbps Hub 10/100 Switch
  • Bases del LAN Switching © 1999, Cisco Systems, Inc. www.cisco.com
  • Bases del LAN Switching
    • Permite acceso dedicado
    • Elimina las colisiones e incrementa la capacidad
    • Soporta múltiples conversaciones al mismo tiempo
  • Operación del LAN Switch
    • Envia los paquetes basado en una tabla de transmisión
      • Transmisión basada en direcciones MAC (Layer 2) address
    • Opera en Nivel 2 del OSI
    • Aprende las localizaciones de las estaciones examinando la dirección de la fuente
      • Envia hacia todos los puestos cuando la dirección de destino es en broadcast, multicast, o dir. desconocida
      • reenvia cuando el destino está localizado en una interfaz diferente
    3 Data from A to B A C B 2 4 1 10 Mbps 10 Mbps Interface Stations 1 2 3 4
  • Operación del LAN Switch 3
    • Envia los paquetes basado en una tabla de transmisión
      • Transmisión basada en direcciones MAC (Layer 2) address
    • Opera en Nivel 2 del OSI
    • Aprende las localizaciones de las estaciones examinando la dirección de la fuente
      • Envia hacia todos los puestos cuando la dirección de destino es en broadcast, multicast, o dir. desconocida
      • reenvia cuando el destino está localizado en una interfaz diferente
    A C B 2 4 1 10 Mbps 10 Mbps Interface Stations 1 2 3 4 A X
  • Operación del LAN Switch 3 Data from A to B Data from A to B Data from A to B
    • Envia los paquetes basado en una tabla de trasmisión
      • Transmisión basada en direcciones MAC (Layer 2) address
    • Opera en Nivel 2 del OSI
    • Aprende las localizaciones de las estaciones examinando la dirección de la fuente
      • Envia hacia todos lospuesrtos cuando la dirección de destino es en broadcast, multicast, o dir. desconocida
      • reenvia cuando el destino está localizado en una interface diferente
    A C B 2 4 1 10 Mbps 10 Mbps Interface Stations 1 2 3 4 A X
  • Operación del LAN Switch
    • Envia los paquetes basado en una tabla de transmisión
      • Transmisión basada en direcciones MAC (Layer 2) address
    • Opera en Nivel 2 del OSI
    • Aprende las localizaciones de las estaciones examinando la dirección de la fuente
      • Envia hacia todos los puertos cuando la dirección de destino es en broadcast, multicast, o dir. desconocida
      • reenvia cuando el destino está localizado en una interfaz diferente
    3 Data from B to A A C B 2 4 1 10 Mbps 10 Mbps Interface Stations 1 2 3 4 A X B X
  • Operación del LAN Switch
    • Envia los paquetes basado en una tabla de transmisión
      • Transmisión basada en direcciones MAC (Layer 2) address
    • Opera en Nivel 2 del OSI
    • Aprende las localizaciones de las estaciones examinando la dirección de la fuente
      • Envia hacia todos los puertos cuando la dirección de destino es en broadcast, multicast, o dir. desconocida
      • reenvia cuando el destino está localizado en una interfaz diferente
    3 Data from B to A A C B 2 4 1 10 Mbps 10 Mbps Interface Stations 1 2 3 4 A X B X
  • Switching Technology: Full Duplex
    • Duplica el bandwidth entre nodos
      • e.j. switch y servidor
    • transmisión libre de Colisión
    • Dos 10- ó 100-Mbps caminos de data
    Full Duplex Switch 10 ó 100 Mbps 10 ó 100 Mbps 10 ó 100 Mbps 10 ó 100 Mbps
  • Switching Technology: Dos Métodos
    • Cut-through
      • El Switch chequea la dirección Destino e inmediatamente comienza la retransmisión del frame
    • Store-and-forward
      • Completa la recepción del frame antes de retransmitirlo
    Frame Frame Frame Frame
  • Tecnología Clave del Switching © 1999, Cisco Systems, Inc. www.cisco.com
  • Tecnología Clave del Switching
    • 802.1d Spanning-Tree Protocol
    • Multicasting
    • Problemas con grandes redes switcheadas
      • multicast Local, broadcast, y eventos de destino simples desconocidos “storms” tormentas que se convierten en eventos globales
    Necesidades del Spanning Tree Station A Station B Segment A Segment B Switch 1 Switch 2 1/1 1/2 2/1 2/2
  • 802.1d Spanning-Tree Protocol (STP)
    • Permite redundancia usando enlaces paralelos
    • Baja los enlaces redundantes para eliminar los ciclos.
    • Los Switches se comunican entre ellos usando BPDUs (Bridge Protocol Data Units)
    • Toma 30–60 segundas para converger
    • Cisco refinements:
      • PortFast
      • UplinkFast
  • Multicasting
    • Aplicaciones emergentes requieren incrementar el ancho de banda:
      • E-mail,Transferencias de Archivos, y compartimiento de archivos son fáciles de manejar
      • Aplicaciones emergentes son “golosas” de Ancho de Banda
      • Se requieren comunicaciones multipuntos : Comunicaciones simultaneas entre grupos de computadoras
    • Video
    • LAN TV
    • Desktop conferencing
    • Corporate broadcasts
    • Collaborative computing
  • Comunicaciones Multipunto
    • Broadcast
      • Las Aplicaciones direccionan cada paquete a una sola dirección de broadcast
      • Los paquetes son difundidos a cada estación
    • Multicast
      • Las aplicaciones direccionan cada paquete a un grupo de receptores
      • La red envia los paquetes solamente solo a aquellos que necesitan recibirlos
  • Multicast WAN Video Servers Channel 1 Channel 2 Channel 3 1 2 3
    • Internet Group Management Protocol (IGMP)
    • Multicast routing protocols
    Problema: Como prevenir el flujo de multicasting ? IGMP Multicast Routing Protocols
    • Switches typically flood all ports with multicast traffic
  • End-to-End Multicast WAN Video Servers Channel 1 Channel 2 Channel 3 1 2 3
    • Internet Group Management Protocol (IGMP)
    • Multicast routing protocols
    • Cisco Group Management Protocol (CGMP)
    IGMP CGMP Wire-Speed Multicast Multicast Routing Protocols
  • End-to-End Multicast Video Servers Channel 1 Channel 2 Channel 3 1 2 3 IGMP
    • Internet Group Management Protocol (IGMP)
    • Multicast routing protocols
    • Cisco Group Management Protocol (CGMP)
    WAN CGMP Wire-Speed Multicast Multicast Routing Protocols
  • Por qué usar Multicast? 1 20 40 60 80 100 Número de Clientes 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Trafico Mbps Con multicast Sin multicast Stream de Video de 100-kbps
    • Entrega de Información altamente escalable
  • Resúmen
    • Switches provéen acceso dedicado
    • Switches eliminan colisiones e incrementan la capacidad
    • Switches soportan múltiples conversaciones al mismo tiempo
    • Switches proveen inteligencia para el multicasting